壳管式干式蒸发器设计说明书

中原工学院能源与环境学院毕业论文（设计）

当管板和换热管采用胀接时，管板的最小厚度（不包括腐蚀裕度）应满足表5-4-1。

本此设计管板选材为碳钢，厚度取值为30mm，管板开口槽深5mm，槽宽12mm，即分程隔板厚度为12mm。图5-4-3为管板尺寸图。

5.5 折流板设计

折流板的结构设计，主要根据工艺过程及要求来确定，设置折流板的主要目的是为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热膜系数，从而达到提高总传热系数的目的。同时，设置折流板对于卧式换热器的换热管具有一定得支撑作用，当换热管过长，而管子承受的压应力过大时，在满足换热器壳程允许压降的情况下，增加折流板的数量，减小折流板间距，对于焊接换热管的手里状况和防止流体流动诱发震动有一定的作用。而且，设置折流板也有利于换热管的安装。

5.5.1 折流板型式

折流板的型式由弓形折流板、圆盘-圆环形（也称盘-环形）折流板和矩形折流板。最常用的折流板是弓形折流板和圆盘-圆环形折流板。

此换热器使用弓形折流板。而弓形折流板又分为单弓形、双弓形和三弓形，大部分换热器都采用单弓形折流板。其流体流动方式及结构型式见图5-5-1

5.5.2 折流板尺寸

（1）弓形折流板的缺口高度 弓形板折流板的缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束时的流速接近。缺口大小用切去的弓形高度占到圆筒直径的百分比来确定单弓形折流板缺口见右图。缺口弦高也可取0.20～0.45倍的圆筒内直径。弓形折流板的缺口按右图切在管排中心线以下，或切与两排管孔的小桥。

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图5-5-1 弓形折流板介质流动方式及

结构形式图

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（2）折流板最小厚度

表5-5-1 折流板最小厚度

换热管无支撑跨距l 公称直径 DN 《400 ≤300 >300～600 4 >600～900 5 >900～1200 8 >1200～1500 10 1500 折流板或支持板最小厚度 3 10 （3）折流板管孔

I级管束（适用于碳素钢、低合金钢和不锈钢换热器）折流板或支持板管孔直径及允许偏差应符合表5-5-2。

表5-5-2 I级管束管孔直径及允许偏差

换热管外径或无支撑跨距 管孔直径 允许偏差 （4）折流板直径及允许偏差

d>32或l≤900 d+0.8 +0.4 0 l>900或d≤32 d+0.4 用DN≤426mm无缝钢管做壳体时，折流板名义外径为无缝钢管实际内径减2mm。

（5）折流板的布置

一般应使管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管，其余折流板按等距离布置。

（6）折流板间距

折流板最小间距一般不小于圆筒内直径的五分之一，且不小于50mm；特殊情况下也可取较小的间距。

综上所述，本次换热器设计折流板参数如下：

折流板的缺口弦高取圆筒内直径的25%，取值为45mm； 折流板厚度取5mm；

折流板上的管孔直径在换热管外径基础上增加0.4mm，即9.92mm； 壳体内径为178mm，故折流板直径取为176mm； 折流板间距均相等，取为55mm；

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第一个折流板与管板之间的间距取为95mm；

最后一个折流板距离U型管弯曲处的距离取为90mm，且考虑到U型管的尾部支撑，最后一个折流板选择具有一定支撑作用的钢制折流板。

折流板具体样式见图5-2-2和5-2-3。

图5-5-2 折流板切割尺寸图 图5-5-3 最后一个钢制折流板尺寸图

5.6 拉杆和定距管

5.6.1 拉杆的直径和数量

拉杆的直径和数量可以从表5-6-1和表5-6-2中选取。

表5-6-1 拉杆直径选用表

换热器管外径do 拉杆直径dn 10≤d≤14 10 14

拉杆 直径<400 dn mm 10 12 16 4 4 4 壳体公称直径d，mm ≥400 ≥700 ≥900 ~<700 ~<900 ~<1300 6 4 4 10 8 6 12 10 6 ≥1300 ≥1500 ≥1800 ≥2000 ≥2300 ~<1500 ~<1800 ~<2000 ~<2300 ~<2600 拉杆数量 16 12 8 18 14 10 24 18 12 28 20 12 32 24 16 由于换热管外径为9.52mm，故拉杆直径取8mm，其数量为4。

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5.6.2 拉杆的位置

拉杆的布置位置见下图5-6-1。

图5-6-1 拉杆布置尺寸图

5.6.3 定距管尺寸

定距管的尺寸，一般与所在换热器的换热管规格相同。对管程是不锈钢，壳程是碳钢或低合金钢的换热器，可选用与不锈钢换热管外径相同的碳钢管作定距管。定距管的长度，按实际需要确定。

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